മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഒരു ആമുഖം: പ്രകൃതിയും ഗുണങ്ങളും (ഭാഗം 1: മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഘടന)

പ്രൊഫ. ആശിഷ് ഗാർഗ്

മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് വകുപ്പ്

ഇന്ത്യൻ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി, കാൻപൂർ

പ്രഭാഷണം - 01

മെറ്റീരിയൽസ് എവല്യൂഷൻ

മെറ്റീരിയലുകളുടെ സ്വഭാവത്തെയും ഗുണഗണങ്ങളെയും കുറിച്ചുള്ള ഈ പുതിയ കോഴ്സ് ഞങ്ങൾ ആരംഭിക്കും, മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഘടനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഈ പ്രത്യേക കോഴ്സിന്റെ ആദ്യ മോഡ്യൂൾ ഞങ്ങൾ ആരംഭിക്കും. അതിനാൽ, ഞാൻ ആശിഷ് ഗാർഗ് ആണ്, ഞാൻ ഐഐടി കാൻപൂരിലെ മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഡിപ്പാർട്ട് മെന്റിലെ പ്രൊഫസറാണ്, ആരെങ്കിലും എന്നെ ബന്ധപ്പെടേണ്ട സാഹചര്യത്തിൽ എന്റെ സമ്പർക്ക വിശദാംശങ്ങൾ പിന്തുടരുന്നു. അതിനാൽ, കോഴ്സ് ഔട്ട് ലൈൻ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഈ കോഴ്സ് ഏതാണ്ട് എല്ലാ പശ്ചാത്തലങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള യുജി, പിജി വിദ്യാർത്ഥികൾക്കും മെറ്റലർജിക്കൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ മെറ്റീരിയലുകൾ പഠിക്കുന്നവർക്കും ഉപയോഗപ്രദമാണ്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 00:52)

കോഴ്സിനായി ശുപാർശ ചെയ്ത വായനാ വിവരങ്ങൾ മൂന്ന് പുസ്തകങ്ങൾ പട്ടികപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്, പ്രൊഫസർ വി. രാഗവന്റെ ആദ്യ പുസ്തകം, ഇത് മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എഞ്ചിനീയറിംഗ്, രണ്ടാമത്തെ നല്ല പുസ്തകം മെറ്റീരിയൽ സയൻസ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആയ കാലിസ്റ്റർ ആണ്. ഇത് ഒരു ആമുഖ പുസ്തകമാണ്, മൂന്നാമത്തെ പുസ്തകം ജോൺ വുൾഫ് ആണ്, അതായത്, വൈലിയുടെ വസ്തുക്കളുടെ ഘടനയും ഗുണങ്ങളും, ആദ്യ വാല്യം വസ്തുക്കളുടെ ഘടനയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്. അതിനാൽ, ആരെങ്കിലും വിശദാംശങ്ങളിലേക്ക് കടക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ ഇത് ഒരു മികച്ച പുസ്തകമാണ്. അതിനാൽ, വസ്തുക്കൾ അത്യാവശ്യമാണെന്ന് നമുക്കെല്ലാവർക്കും അറിയാവുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് നമുക്ക് നോക്കാം, നമ്മുടെ നാഗരികതകൾക്ക് പോലും വെങ്കല യുഗം, ശിലായുഗം, ഇരുമ്പ് യുഗം തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കളുടെ പേരാണ് നൽകിയിരിക്കുന്നത്, നിലവിൽ ഞങ്ങൾ സിലിക്കൺ യുഗത്തിലോ ഇലക്ട്രോണിക്സ് യുഗത്തിലോ ആണ്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 01:57)

അതിനാൽ, നിങ്ങൾ ഞങ്ങളുടെ പൂർവ്വികരുടെ അടുത്തേക്ക് മടങ്ങുകയാണെങ്കിൽ വസ്തുക്കൾ വളരെ പ്രധാനമാണെന്ന് ഞങ്ങൾക്കറിയാം, അവ നേരത്തെ കല്ലുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയായിരുന്നു. പിന്നീട് അവർ വസ്തുക്കൾ കണ്ടുപിടിക്കാൻ തുടങ്ങി, വിചിത്രമായ വിലയേറിയ ലോഹങ്ങൾ പല വസ്തുക്കളുടെയും മുമ്പിൽ വരികയും തുടർന്ന് വെങ്കലം, പിച്ചള തുടങ്ങിയ ചെമ്പ് അധിഷ്ഠിത ലോഹസങ്കരങ്ങളുടെ വികാസം നടത്തുകയും ചെയ്തു. സിന്ധു നദീതട നാഗരികത വെങ്കലവും പിച്ചളയും ഉപയോഗിച്ചു. ഇരുമ്പ് ശക്തമായ വസ്തുവായതിനാൽ ഇരുമ്പിന്റെ വരവ് മനുഷ്യർക്ക് ഗണ്യമായ നേട്ടങ്ങൾ നൽകി. യുദ്ധത്തിൽ മാത്രമല്ല, മറ്റ് ധാരാളം പ്രായോഗിക കാര്യങ്ങളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും. കല്ലുകളും മറ്റ് വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഇത് വേട്ടയാടൽ എളുപ്പമാക്കി. കഴിഞ്ഞ 200 വർഷമായി, സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിത സാങ്കേതിക കണ്ടുപിടുത്തങ്ങളുടെ വരവ് ഇലക്ട്രോണിക്സ് അല്ലെങ്കിൽ വൈദ്യുതി യുടെ വികസനത്തിലേക്ക് നയിച്ചു, കാരണം ഞങ്ങൾ സിലിക്കൺ അധിഷ്ഠിതമായ എല്ലാ സാങ്കേതിക ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, മെറ്റീരിയലുകൾ നമുക്ക് വളരെ പ്രധാനമാണ്, അതുകൊണ്ടാണ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ശാസ്ത്രവും എഞ്ചിനീയറിംഗും പഠിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. അതിനാൽ, ഈ കോഴ്സ് ഒരു ആമുഖ കോഴ്സാണ്, ഈ ശിക്ഷണത്തിൽ കൂടുതൽ മുന്നേറാൻ നിങ്ങളെ സഹായിക്കുന്ന മെറ്റീരിയലുകളുടെ അടിസ്ഥാനങ്ങളെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾ സംസാരിക്കും.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 03:54)

ബിസി 10,000-ൽ, ആ മനുഷ്യൻ കല്ല്, വൈക്കോൽ വിഘടം, മരം തൊലി തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുകയായിരുന്നു. വിചിത്രമെന്നു പറയട്ടെ, സ്വർണ്ണം വളരെ നേരത്തെ വന്നു. തുടർന്ന്, ബിസി 5000 ശേഷം, ഒരു മനുഷ്യൻ പാത്രങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങി, അത് സെറാമിക്സ്, ഗ്ലാസുകൾ, കോമ്പോസിറ്റുകൾ എന്നിവയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തായിരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പോളിമറുകളും എലാസ്റ്റോമറുകൾ ഉപയോഗിച്ചു. പിന്നെ ചെമ്പ്, വെങ്കലം, ഇരുമ്പ് എന്നിവ മറ്റ് വിവിധ നാഗരികതകളിൽ സിന്ധു നദീതട നാഗരികതയ്ക്ക് മുന്നിൽ വന്നു. ഇരുമ്പിന്റെ വരവ് കാരണം ലോഹങ്ങളുടെ ഉപയോഗം വികസിപ്പിക്കുകയും തുടർന്ന് ഒരേ സമയം സിമന്റ് ഫാക്ടറികളുടെ രൂപത്തിൽ സെറാമിക്സ്, ഗ്ലാസുകൾ പോലുള്ള വസ് തുതകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഇരുമ്പ് യുഗം, കാരണം അവർക്ക് വീടുകളും മാളികകളും കൊട്ടാരങ്ങളും മറ്റും നിർമ്മിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

കൂടാതെ, 1900 കളിൽ ഞങ്ങൾ നീങ്ങുമ്പോൾ, ഇരുമ്പ് ഇരുമ്പ് ഇടാൻ വഴിമാറി, തുടർന്ന് സ്റ്റീൽ. ഇരുമ്പുമായി മാത്രം താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ സ്റ്റീൽ ഒരു മികച്ച വസ്തുവാണ്, തുടർന്ന് അലോയ് സ്റ്റീലുകളുടെ വികസനം, യഥാർത്ഥത്തിൽ ഉരുക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തി. അതിനാൽ, ഇത് ഒരാൾക്ക് കാണാൻ കഴിയുന്ന ഉരുക്ക് യുഗമാണ്. ഇപ്പോൾ സ്റ്റീൽ വളരെ നല്ലതാണ്, പക്ഷേ ആ മനുഷ്യൻ കൂടുതൽ ഭാരം കുറഞ്ഞതും ശക്തവുമായ മറ്റ് വസ്തുക്കൾ കണ്ടുപിടിച്ചു. അതിനാൽ, അലുമിനിയം അലോയ്സ്, ടൈറ്റാനിയം അലോയ്സ്, സിർക്കോണിയം അലോയ്സ് തുടങ്ങിയ മെറ്റീരിയലുകൾ എല്ലാം ചിത്രത്തിൽ വന്നു.

1960-കളോ അതിലധികമോ സമയത്ത്, ഈ വളവ് മുകളിലേക്ക് പോകാൻ തുടങ്ങുന്നു, അതായത് ലോഹങ്ങൾ അവയുടെ ഡൊമെയ്നിൽ സാവധാനം ചുരുങ്ങുന്നു, മറ്റ് വസ്തുക്കൾ വികസിക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. മാത്രമല്ല, പുരുഷന്മാർ ധാരാളം സിന്തറ്റിക് പോളിമറുകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങി, ഈ സിന്തറ്റിക് പോളിമറുകൾ പോളിമർ ഒരു പ്രകാശ വസ്തുവായതിനാൽ പോളിമർ അധിഷ്ഠിതമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ ഒരു നിരയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു. പിന്നെ കല്ലും മിക്സ് ചെയ്തുകൊണ്ട് കോമ്പോസിറ്റുകൾ, സെറാമിക്സ്, പോളിമറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ലോഹങ്ങൾ, പോളിമറുകൾ, ലോഹങ്ങൾ, സെറാമിക്സ് എന്നിവ കലർത്തി, ആളുകൾ വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങൾ ഉള്ള ഈ കോമ്പോസിറ്റുകൾ നിർമ്മിച്ചു, ഇത് ലോഹത്തിന്റെയും സെറാമിക് സിന്റെയും ഗുണങ്ങൾ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യുന്നു. അതിനാൽ, ഇത് ഇരുവരുടെയും മിശ്രിതമാണ്. അതിനാൽ, മെറ്റീരിയലുകളുടെ രംഗം കാലത്തിന്റെ ഒരു പ്രവർത്തനമായി നാടകീയമായി മാറിയതായി നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും, ഉദാഹരണത്തിന്, 1950-കളിൽ എവിടെയോ, വാക്വം സാങ്കേതികവിദ്യ, പ്രോസസ്സിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവയിൽ വരവ് സിലിക്കൺ നിർമ്മാണത്തിന് വഴിമാറുന്നു എന്ന് നമുക്ക് പറയാം.

ഇന്ന് നാം സിലിക്കൺ യുഗത്തിൽ നിൽക്കുന്നു, ഒരുപക്ഷേ ഇന്ന് മോളിക്യൂലാർ എഞ്ചിനീയറിംഗിന്റെ യുഗമാണ്, കാരണം ഞങ്ങൾ മെറ്റീരിയലുകൾ നോക്കുകയും മോളിക്യൂലാർ സ്കെയിലിൽ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, വളരെ നേർത്ത ഫിലിമുകൾ, ഗ്രാഫെൻ പോലുള്ള 2ഡി ഘടനകൾ. മെറ്റീരിയലുകളുടെ തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ ഒരു കാലഘട്ടത്തിലാണ് നാം നിൽക്കുന്നതെന്ന് നമുക്ക് പറയാൻ കഴിയും, ഇത് മുമ്പ് ഉണ്ടായിരുന്നതിൽ നിന്ന് വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്.

അതിനാൽ, മിക്ക എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഈ മെറ്റീരിയലുകളെ തരംതാൽ, നമുക്ക് തരംതിരിക്കാൻ കഴിയുന്ന കുറച്ച് വിഭാഗങ്ങൾ ഉണ്ട്. അതിനാൽ, തീർച്ചയായും, നമ്മുടെ മനസ്സിൽ വരുന്ന ആദ്യത്തേത് ലോഹങ്ങളും ലോഹസങ്കരങ്ങളും ആണ്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 07:36)

ഉദാഹരണത്തിന്, ലോഹങ്ങളിലും ലോഹസങ്കരങ്ങളിലും ചെമ്പ് ലോഹവും പിച്ചളയുമാണ്, ഇത് ചെമ്പിന്റെയും സിങ്കിന്റെയും ലോഹസങ്കരമാണ്. നിങ്ങൾക്ക് ഇരുമ്പും കാർബൺ അലോയ് ഉണ്ടാകാം, ഇത് ഉരുക്കും കാസ്റ്റ് അയണുകളും അല്ലാതെ മറ്റൊന്നുമല്ല. അതിനാൽ, ചെമ്പ്, നിക്കൽ, ഇരുമ്പ്, സിർക്കോണിയം, ടൈറ്റാനിയം, അലുമിനിയം മുതലായവ, അവയെല്ലാം ലോഹങ്ങളാണ്, വിവിധ മൂലകങ്ങളുമായി കലർത്തി നിങ്ങൾക്ക് അവയുടെ ലോഹസങ്കരങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാം, അവയ്ക്ക് മികച്ച ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ട്. ലോഹങ്ങൾ സാധാരണയായി വളരെ ഡക്റ്റൈൽ ആണ്, അവ ന്യായമായും ശക്തമാണ്, കുറഞ്ഞ താപനില മുതൽ ഉയർന്ന താപനില വരെ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവ ഉപയോഗിക്കാം. കൂടാതെ, ലോഹങ്ങൾ വൈദ്യുതമായും താപഗതികമായും നടത്തുന്നു; അതുകൊണ്ടാണ് നമ്മുടെ ലോകത്ത് ലോഹങ്ങൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഉദാഹരണത്തിന്, മെറ്റീരിയലുകളുടെ രണ്ടാമത്തെ വിഭാഗം സെറാമിക്സും ഗ്ലാസുകളും, ഉദാഹരണത്തിന്, അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ്, സിലിക്കൺ ഓക്സൈഡ്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്, മഗ്നീഷ്യം ഓക്സൈഡ്, ടൈറ്റാനിയം ഓക്സൈഡ്, ഈ ഓക്സൈഡുകൾ, നൈട്രൈഡുകൾ, കാർബൈഡുകൾ, അടിസ്ഥാനപരമായി സെറാമിക്സ് ആണ്. സെറാമിക്സ് ലോഹങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, കാരണം അവ കൂടുതൽ പൊട്ടുന്നതും എന്നാൽ വളരെ ശക്തവും ആണ്; അവര് ക്ക് ഉയര് ന്ന ശക്തിയോ ഉയര് ന്ന മോഡുലുകളോ ഉണ്ട്. അതിനാൽ, നിങ്ങൾ അവരെ ഇംപാക്റ്റ് ലോഡിംഗിന് വിധേയരാക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു ഗ്ലാസ് കപ്പിൽ ചായ കുടിക്കുകയാണെങ്കിൽ, അത് തകർന്നാൽ, അത് തകരുമെന്ന് നിങ്ങൾക്കറിയാം, അതേസമയം ലോഹം അത് ചെയ്യുന്നില്ല. അതിനാൽ, അതിനർത്ഥം അത് പൊട്ടുന്നു എന്നാണ്. എന്നിരുന്നാലും, സെറാമിക്സ് ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുക്കളായതിനാൽ സെറാമിക്സ് പ്രധാനമായ ചില പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്, കൂടാതെ അവയ്ക്ക് കുറഞ്ഞ ഗുണക താപ വികാസവും ഉണ്ട്, അതിനാൽ, സെറാമിക്സ് റിഫ്രാക്ടറികൾ, ഇഷ്ടികകൾ, ചൂളകൾ എന്നിവയ്ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഉപകരണങ്ങൾ മുറിക്കുന്നതിന് സെറാമിക്സ് വളരെ പ്രധാനമാണ്, അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന കാഠിന്യമുണ്ട്, അതിനാൽ അവ അവിടെ വളരെ പ്രധാനമാണ്.

മറുവശത്ത്, ലോഹങ്ങൾ സാധാരണയായി പാലങ്ങൾ, വീടുകൾ, വടികൾ, വാഹനങ്ങൾ, ശക്തവും ഡക്റ്റൈൽ, കടുപ്പമുള്ളതുമായ എന്തും പോലുള്ള ഘടനാപരമായ വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

മൂന്നാമത്തെ വിഭാഗം പ്രകാശവസ്തുവായ പോളിമറുകളാണ്. അവർക്ക് ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് കുറവാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അവ വളരെ അയവുള്ളവയാണ്, നിങ്ങൾക്ക് വളരെ നേർത്ത ഘടനകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും, അവയിൽ നിന്ന് വളരെ ലഘുവായ ഘടനകൾ, അവയിൽ കൂടുതലും കാർബൺ, നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ മുതലായ പ്രകാശ മൂലകങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഉദാഹരണങ്ങൾ പോളിഎഥിലീൻ ആകാം, ഇത് ഞങ്ങൾ ദിവസവും ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് ബാഗ് പോലെ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പിവിസി പോളിവിനൈൽ ക്ലോറൈഡ് ആണ്, ഇത് ഡക്റ്റിംഗ്, പൈപ്പിംഗ്, എല്ലാം ശക്തമായ മെറ്റീരിയൽ ആണ്, പക്ഷേ ഇത് ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ്, ഇത് തുരുമ്പെടുക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ, പോളിമറുകളുടെ മറ്റൊരു പ്രയോജനമുണ്ട്, അവ തുരുമ്പെടുക്കാത്തില്ല. അതിനാൽ, ലോഹങ്ങൾ, ഉദാഹരണത്തിന്, നിങ്ങൾ ഒരു ലോഹ പൈപ്പ് ഉണ്ടാക്കുകയും നിങ്ങളുടെ ക്രൂരമായ ഫ്ലഷ് അവയിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ചെയ്താൽ, അവ തുരുമ്പെടുക്കുന്നു, പക്ഷേ പോളിമറുകൾ തുരുമ്പെടുക്കുന്നില്ല.

അതിനാൽ, പോളിമറുകൾ ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ്, നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്, തുരുമ്പെടുക്കരുത്, അവയ്ക്ക് ചെലവ് കുറവാണ്. പല തരം ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ പല സിലിക്കോണുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു; എലാസ്റ്റോമറുകളിലെ ഈ പോളിമറുകൾ ലോഹങ്ങളിൽ നിന്നും സെറാമിക്സിൽ നിന്നും വളരെ വ്യത്യസ്തമായ മറ്റൊരു തരം വസ്തുക്കളാണ്, അവ അത്ര ശക്തമല്ല എന്ന അർത്ഥത്തിൽ. എന്നിരുന്നാലും, അവർക്ക് ഒരു വെളിച്ചമുണ്ട്, അവർക്ക് ഉയർന്ന വഴക്കമുണ്ട്, അവർ വളരെ കഠിനമാണ്. അതിനാൽ, ലോഹങ്ങളുടെയും സെറാമിക്സിന്റെയും ഉയർന്ന താപനില പ്രോസസ്സിംഗിലേക്ക് പോകാതെ നിങ്ങൾക്ക് അവയിൽ നിന്ന് കാര്യങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

അതിനാൽ, പോളിമറുകൾ നമ്മുടെ ജീവിതം എളുപ്പമാക്കി; ഉദാഹരണത്തിന് , പ്ലാസ്റ്റിക് ബാഗ് നമ്മുടെ ജീവിതം കൂടുതൽ സുഖകരമാക്കി. തുടർന്ന് മെറ്റീരിയലുകളുടെ നാലാം ക്ലാസ്സിനെ കോമ്പോസിറ്റുകൾ, ഹൈബ്രിഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് മുകളിൽ പറഞ്ഞതിന്റെ മിശ്രിതമാണ്. അതിനാൽ, നിങ്ങൾക്ക് ലോഹം കലർത്താം, സെറാമിക് ഒരു മെറ്റൽ മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. അതിനാൽ, നിങ്ങൾ ലോഹങ്ങളുടെയും സെറാമിക്സിന്റെയും ഗുണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അതുപോലെ, പോളിമറും സെറാമിക്സും കലർത്തുമ്പോൾ നിങ്ങൾക്ക് പോളിമർ മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റ് ഉണ്ടാക്കാം. അതിനാൽ, നിങ്ങൾ പോളിമറിന്റെയും സെറാമിക്സിന്റെയും പ്രയോജനം ഉപയോഗിക്കുന്നു. മാത്രമല്ല, നിങ്ങൾക്ക് ലോഹത്തിലും പോളിമർ കലർത്താം.

അതിനാൽ, ഈ വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കളുടെ രണ്ടോ മൂന്നോ ക്ലാസുകളുടെ സംയോജനം കോമ്പോസിറ്റുകൾ നൽകും, അവർക്ക് അവയുടെ പ്രയോജനങ്ങളുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇന്ന് നമുക്കുള്ള ടെന്നീസ് റാക്കറ്റുകൾ ഒരു കോമ്പോസിറ്റ് ആണ്, പല ഭാഗങ്ങളും ഓട്ടോമോട്ടീവ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും അല്ലെങ്കിൽ എയർക്രാഫ്റ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളും, നിങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തിയോ ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട മോഡുലസോ ആവശ്യമുള്ളിടത്തെല്ലാം, നിങ്ങൾ പ്രധാനമായും കോമ്പോസിറ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കോമ്പോസിറ്റുകൾക്ക് യൂണിറ്റ് ഭാരത്തിന് ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ളതിനാൽ, സമാനമായി, യൂണിറ്റ് ഭാരത്തിന് ഉയർന്ന മോഡുലസ് ഉണ്ട്, ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അതാണ് ഉപയോഗപ്രദം. അതിനാൽ, നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയുന്ന ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ ഇവയാണ്, കാര്യങ്ങൾ കൈവശം വയ്ക്കുന്നതിനുള്ള പ്ലെയർ നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും, ഇതിന്റെ തല ലോഹം കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും, കാരണം ഇത് ശക്തമാകണം, ഇത് പൊട്ടരുത്, പക്ഷേ ഇത് നിങ്ങൾക്ക് ഒരു നല്ല പിടി നൽകണം, അത് വഴങ്ങരുത്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 12:12)

അതിനാൽ, ഇത് സ്റ്റീൽ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, എന്നാൽ പാലങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ലോഹങ്ങളുടെ മറ്റ് ധാരാളം പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്, അവ ഒരു നിർമ്മാണ വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കാറുകൾക്ക് ധാരാളം ഭാഗങ്ങൾ ഉണ്ട്, കാറുകൾ സ്റ്റീൽ, അലുമിനിയം, ചെമ്പ് തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

സെറാമിക്സ് ഇവിടെ ആ സെറാമിക് പീസ് കാണാം വൈറ്റ് പീസ്, ഇത് അടിസ്ഥാനപരമായി ഇൻസുലേറ്റർ ആണ്, സെറാമിക്സ് ഇൻസുലേറ്ററാണ്. അതിനാൽ, ഇത് സ്പാർക്ക് പ്ലഗ് പറയാൻ നമ്മെ അനുവദിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങൾ ഇൻസുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു, സെറാമിക്സ് തെർമൽ, ഇലക്ട്രിക്കൽ ഇൻസുലേറ്ററുകൾ കൂടിയാണ്. അതിനാൽ, അവർ സാധാരണ ഇലക്ട്രിക്കലിൽ നിന്നുള്ള ഇൻസുലേഷൻ നൽകുന്നു. അതിനാൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, ഇലക്ട്രിക്കൽ ധ്രുവങ്ങളിൽ, നിങ്ങൾ വെളുത്ത സെറാമിക് കഷണങ്ങൾ കാണുന്നു; അവ സെറാമിക് ഇൻസുലേറ്ററുകൾ മാത്രമാകുന്നു.

മഗ്ഗുകൾ, പ്ലാസ്റ്റിക് ബാഗുകൾ, പൈപ്പുകൾ മുതലായവ നിർമ്മിക്കാൻ പോളിമറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ധാരാളം മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ പോളിമറുകൾ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, എലാസ്റ്റോമറുകൾ, റബ്ബർ, വിവിധ കാരണങ്ങളാൽ വ്യത്യസ്ത ക്ലബ്ബുകളിൽ ഇടുന്നു, ഞങ്ങൾ പിന്നീട് വിശദീകരിക്കും. ഗ്ലാസുകൾ സാധാരണയായി സുതാര്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ടെന്നീസ് റാക്കറ്റുകൾ, എയർലൈൻ, എയർക്രാഫ്റ്റ് ഘടകങ്ങൾ, ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയെല്ലാം ഈ മെറ്റീരിയലുകൾ കലർത്തി അവയെ ലഘുവും എന്നാൽ ശക്തവുമാക്കുന്നതിലൂടെ നിർമ്മിക്കുന്ന ഹൈബ്രിഡ് നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 14:01)

ഞാൻ മുമ്പ് നിങ്ങളോട് വിശദീകരിച്ചതുപോലെ, ഇത് ചില പ്രയോഗങ്ങളാണ്. ചുരുക്കിപ്പറഞ്ഞാൽ, സെറാമിക്സ് ഉയർന്ന ദൃഢത, ഉയർന്ന ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്, ഹാർഡ്, ഉയർന്ന ഉരസൽ പ്രതിരോധം, നല്ല ഉയർന്ന താപനില ശക്തി, അതായത് അവർ അവരുടെ ശക്തി ഉയർന്ന താപനിലവരെ നിലനിർത്തുന്നു, 1000 ന് മുകളിൽ ⁰സി. അവർക്ക് ന്യായമായും നല്ല തുരുമ്പെടുക്കൽ പ്രതിരോധമുണ്ട്, പക്ഷേ അവ പൊട്ടുന്നു; സെറാമിക്സിലെ ഒരു പ്രധാന പ്രശ്നമാണിത്, കാരണം അവർക്ക് ഒരു ഷോക്കും ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, ഗ്ലാസുകൾ, മറുവശത്ത്, കഠിനവും തുരുമ്പിനെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതും വൈദ്യുത ഇൻസുലേറ്റിംഗ് സുതാര്യവുമാണ്. അതിനാൽ, ഇവ കണ്ണടയുടെ ചില നല്ല സവിശേഷതകളാണ്, സെറാമിക്സിൽ നിങ്ങൾക്ക് ഉള്ളതിന് വളരെ സമാനമാണ്, പക്ഷേ അവയും പൊട്ടുന്നു. അതിനാൽ, ഇത് വീണ്ടും കണ്ണടയുടെ പ്രശ്നമാണ്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 14:50)

പോളിമറുകൾക്ക് സാന്ദ്രത കുറവാണ്; കാർബൺ, നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ, ഹൈഡ്രജൻ തുടങ്ങിയ പ്രകാശ മൂലകങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് അവ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് എന്നതിനാൽ അവ ഭാരം കുറഞ്ഞതാണ്. മോൾഡിംഗ് പോലുള്ള പ്രക്രിയകൾക്ക് അവയെ എളുപ്പത്തിൽ രൂപപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, യൂണിറ്റ് ഭാരത്തിന് ഉയർന്ന ശക്തിയുണ്ട്. അതിനാൽ, അവരുടെ ശക്തി വളരെ ഉയർന്നതല്ല, പക്ഷേ നിങ്ങൾ സാന്ദ്രതയുടെ കാഴ്ചപ്പാട് നോക്കുകയാണെങ്കിൽ, അവ വളരെ ശക്തമാണ്. അവർക്ക് കാഠിന്യം കുറവാണ്, അതായത് അവർക്ക് കുറഞ്ഞ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് ഉണ്ട്, പക്ഷേ അവ വളരെ വഴക്കമുള്ളവയാണ്, നിങ്ങൾക്ക് വലിയ ഇനങ്ങളിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് സൃഷ്ടികൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, അവർക്ക് വലിയ ഇനങ്ങളെ നേരിടാൻ കഴിയും. എന്നിരുന്നാലും, അവയുടെ ഗുണങ്ങൾ താപനിലയോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്, കാരണം അവ താപനിലയിൽ മൃദുവാകുന്നു, അവയുടെ ഉരുകുന്ന പോയിന്റുകൾ കുറവാണ്. അതിനാൽ, ഉയർന്ന താപനിലയ്ക്ക് മെറ്റീരിയൽ വിധേയമാക്കേണ്ടിടത്തെല്ലാം പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ സാധാരണയായി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല. അതിനാൽ, പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ സാധാരണയായി 50 അല്ലെങ്കിൽ 100-ൽ താഴെ താപനിലയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാണ് ^ഒപോളിമറിന്റെ തരത്തെ ആശ്രയിച്ച് സി.

പോളിമറുകളുടെ കസിനാണ് എലാസ്റ്റോമർ. ഇതിന് കാഠിന്യം ഇല്ല, ലോഹങ്ങളെക്കാൾ നിരവധി മടങ്ങ് താഴ്ന്ന മോഡുലസ് ഉണ്ട്, അടിസ്ഥാനപരമായി റബ്ബർ, നീട്ടിയശേഷം അതിന്റെ ആകൃതി നിലനിർത്താൻ ഈ അത്ഭുതകരമായ കഴിവുണ്ട്, നിങ്ങൾക്ക് റബ്ബറിനോ എലാസ്റ്റോമറിനോ വളരെ വലിയ ഇനങ്ങൾ നൽകാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, പോളിമറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ അവ താരതമ്യേന ശക്തവും കഠിനവുമാണ്. അതിനാൽ, നിങ്ങൾക്ക് ശക്തമായ പോളിമർ ആവശ്യമുള്ളിടത്തെല്ലാം സമാനമായ തരത്തിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ, നിങ്ങൾ എലാസ്റ്റോമർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പോളിമറും എലാസ്റ്റോമറും തമ്മിലുള്ള ഒരു വ്യത്യാസം, പോളിമറുകൾ ഉരുക്കി വീണ്ടും ഉപയോഗിക്കാം, പക്ഷേ എലാസ്റ്റോമർ ഉരുക്കാൻ കഴിയില്ല. അതിനാൽ, സാധാരണയായി, ഒരു എലാസ്റ്റോമർ അഴുകുമ്പോൾ, പോളിമർ അഴുകുന്നില്ല.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 16:34)

തുടർന്ന് ഞങ്ങൾ ലോഹങ്ങളിലേക്കും സങ്കരയിനങ്ങളിലേക്കും വരുന്നു, ലോഹങ്ങൾ വളരെ കഠിനമാണ്, അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ഒടിവ് കാഠിന്യമുണ്ട്, ഇത് കെ എന്ന പാരാമീറ്ററാണ്_ഐ.സി., അത് ഒടിവ് കാഠിന്യത്തിന്റെ പ്രതിനിധിയാണ്. ഘടനയെയും പ്രോസസ്സിംഗിനെയും ആശ്രയിച്ച് അവർക്ക് ഉയർന്ന ദൃഢത, ഉയർന്ന ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്, വളരെ ഡക്റ്റൈൽ ഉണ്ട്. ലോഹം എന്താണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത് അല്ലെങ്കിൽ അത് ഇരുമ്പ് അധിഷ്ഠിതമോ അലുമിനിയം അധിഷ്ഠിതമോ ചെമ്പ് അധിഷ്ഠിതമോ നിക്കൽ അധിഷ്ഠിതമോ ആണോ? ഘടനയെയും പ്രോസസ്സിംഗിനെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി 50 എംപിഎ മുതൽ 1000 എംപിഎ വരെ വളരെ വ്യത്യാസമുള്ള ശക്തി നിങ്ങൾക്ക് നൽകാൻ അവർക്ക് കഴിയും. അതിനാൽ, ഒരു ലോഹം ഉണ്ടായിരിക്കുന്നത് വളരെ നല്ലതാണ്, കാരണം നിങ്ങൾക്ക് ആവശ്യമുള്ളതിനെ ആശ്രയിച്ച് അതിന്റെ പ്രോപ്പർട്ടി എഞ്ചിനീയർ ചെയ്യാൻ കഴിയും - ആശ്രയിച്ച്, കോമ്പോസിഷൻ, പ്രോസസ്സിംഗ് അവസ്ഥകൾ മാറ്റുന്നതിലൂടെ ഇത് വ്യത്യാസപ്പെടുത്താൻ കഴിയും. അവ സാധാരണയായി താപഗതികവും വൈദ്യുതചാലകവുമാണ്; അതുകൊണ്ടാണ് നിങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന വൈദ്യുത ചാലകതയും ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും ആവശ്യമുള്ളിടത്തെല്ലാം ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, മിക്ക ലോഹങ്ങളും പ്രതിപ്രവർത്തനക്ഷമമാണ്; അവ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യാൻ പ്രവണത കാണിക്കുന്നു, അല്ലെങ്കിൽ അവ പരിസ്ഥിതിയുമായി പ്രതികരിക്കുന്നു, അതുകൊണ്ടാണ് മിക്ക ലോഹങ്ങൾക്കും തുരുമ്പിന്റെ പ്രതിരോധം കുറവാണ്.

അതിനാൽ, ആ അന്തരീക്ഷം ആക്രമണാത്മകമോ ആൽക്കലൈൻ അന്തരീക്ഷമോ നിങ്ങൾക്ക് ചെളികളോ ഉള്ളിടത്തെല്ലാം, നിങ്ങൾക്ക് അവ ലോഹത്തിൽ നിന്ന് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയില്ല, കാരണം അവ സമയത്തിന്റെ ഒരു പ്രവർത്തനമായി തുരുമ്പെടുക്കും. അതിനാൽ, ഇത് ലോഹത്തിന്റെ പോരായ്മയാണ്. പിന്നെ ഞങ്ങൾക്ക് സങ്കരയിനങ്ങളുണ്ട്, ലോഹങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള മറ്റൊരു കാര്യം സാധാരണയായി ഭാരമുള്ളതാണ്, അലുമിനിയം ഒഴികെ, ടൈറ്റാനിയം മിക്ക ലോഹങ്ങളും ഭാരമുള്ളതാണ്. ഇരുമ്പിന് ഏകദേശം 8 സാന്ദ്രതയുണ്ട്, സ്വർണ്ണം വളരെ ഭാരമുള്ളതാണ്, വെള്ളിയും ഭാരമുള്ളതാണ്, നിക്കൽ ഭാരമുള്ളതാണ്, ഈ ലോഹങ്ങളെല്ലാം അല്ലെങ്കിൽ ഞാൻ സംസാരിക്കുന്ന മിക്ക എഞ്ചിനീയറിംഗ് ലോഹങ്ങളും ഭാരമുള്ളതാണ്. ചെമ്പ്, അലുമിനിയം, ടൈറ്റാനിയം, മഗ്നീഷ്യം എന്നിവ ഒഴികെയുള്ള എഞ്ചിനീയറിംഗ് ലോഹങ്ങളിൽ മിക്കതും ഭാരമുള്ളവയാണ്, ലോഹങ്ങൾ സാധാരണയായി നിങ്ങൾ നിർമ്മിച്ചാൽ ഉരുകുന്ന വഴിയിലൂടെ നിർമ്മിക്കുന്നു.

അപ്പോൾ ഞങ്ങൾക്ക് സങ്കരയിനങ്ങൾ ഉണ്ട്, ഇത് ചെലവേറിയതാണ്, കാരണം വ്യത്യസ്ത തരം മെറ്റീരിയലുകൾ കലർത്തി നിങ്ങൾ ഒരു പ്രത്യേക രീതിയിൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. നിങ്ങൾ വ്യത്യസ്ത മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, ലോഹങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ജോയിനിംഗ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ളതിനാൽ അവ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനും ചേരുന്നതിനും വളരെ എളുപ്പമല്ല, വ്യത്യസ്ത ജോയിനിംഗ് സ്വഭാവങ്ങൾ ഉണ്ട്, പോളിമറുകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ജോയിനിംഗ് സ്വഭാവങ്ങളുണ്ട്, അവയുടെ ഫലമായി അവയെല്ലാം വ്യത്യസ്ത താപനിലകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി പോളിമറിൽ നിന്ന് കോമ്പോസിറ്റിൽ നിന്ന് ഒരു നല്ല രൂപം ഉണ്ടാക്കാനും അവയിൽ ചേരാനും വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. അതിനാൽ, സങ്കരയിനങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ പ്രോസസ്സിംഗ് അൽപ്പം ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. എന്നിരുന്നാലും, മെറ്റീരിയലുകളുടെ സംയോജനത്തെ ആശ്രയിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് വളരെ നല്ല ഗുണങ്ങൾ നേടാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ടെന്നീസ് റാക്കറ്റിൽ, ഒരു ടെന്നീസ് റാക്കറ്റിൽ നിങ്ങൾക്ക് എന്താണ് വേണ്ടത്? അത് ലഘുവായിരിക്കണം. അത് ശക്തമായിരിക്കണം, അത് വഴങ്ങരുത്. അതിനാൽ, ടെന്നീസ് റാക്കറ്റ് അടിക്കുമ്പോൾ, ശാശ്വതമായി അറിയിക്കാതെയോ തകർക്കാതെയോ അൽപ്പം വളയ്ക്കാൻ കഴിയണം. അതിനാൽ, ഒരു കോമ്പോസിറ്റ് നിർമ്മിക്കുന്നതിലൂടെ അത് കൈവരിക്കുന്നു, ഇത് പോളിമർ കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് എന്ന് നമുക്ക് പറയാം.

അതിനാൽ, നിങ്ങൾ എന്താണ് കലർത്തുന്നത്, നിങ്ങൾ എങ്ങനെ കലർത്തുന്നു, മെറ്റീരിയലുകളുടെ ആകൃതിയും വലുപ്പവും ഏത് തരത്തിലുള്ളത് എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച്, നിങ്ങൾക്ക് അവയുടെ ഗുണങ്ങൾ വിപുലമായി തയ്യറാക്കിയേക്കാം. അതിനാൽ, അവ സാധാരണയായി ഓട്ടോമോട്ടീവ്, എയർക്രാഫ്റ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ അടിസ്ഥാനപരമായി ആവശ്യമുള്ള ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തി അല്ലെങ്കിൽ മോഡുലസ് നൽകുന്നു. അതിനാൽ, ഇവ വസ്തുക്കളുടെ ചില ഉദാഹരണങ്ങളാണ്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 20:05)

ഇനി നമുക്ക് മെറ്റീരിയലുകൾ പ്രധാനമാക്കുന്നത് എന്താണെന്ന് നോക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് എങ്ങനെ അവ എഞ്ചിനീയർ ചെയ്യാൻ കഴിയും? അതിനാൽ, ഇതിനെ ടെട്രാഹെഡ്രോൺ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, ഇത് നാല് ഭാഗങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഒന്ന് വസ്തുക്കളുടെ ഘടനയാണ്, ഇത് എന്താണ്? ഈ പ്രത്യേക പ്രഭാഷണ പരമ്പര ഘടനയെക്കുറിച്ചാണ്, പക്ഷേ ഒരു ഘടന വളരെ വിശാലമായ അർത്ഥമാണ്; ഘടനയുടെ വിവിധ അർത്ഥങ്ങളുണ്ട്. മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടി, തെർമൽ പ്രോപ്പർട്ടി, ഇലക്ട്രോണിക് പ്രോപ്പർട്ടി, ഒപ്റ്റിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടി മുതലായ പ്രോപ്പർട്ടികൾ രണ്ടാമത്തേതാണ്. മൂന്നാമത്തേത് പ്രോസസ്സിംഗ് ആണ്, നിങ്ങൾ ഒരു മെറ്റീരിയൽ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കുന്നു, നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ആകൃതിയിലും വലുപ്പത്തിലും അത് കൊണ്ടുവരാൻ നിങ്ങൾ എങ്ങനെ മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് പ്രകടനം. ഘടനാപരമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ മുതലായ ആപ്ലിക്കേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ് പ്രകടനം.

അതിനാൽ, അവർ വളരെ വ്യത്യസ്ത ഗുണങ്ങളും വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തനക്ഷമതയും ഉള്ള വിവിധ മെറ്റീരിയലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അപ്പോൾ, നിങ്ങൾ അവരെ എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കും? പൗഡർ പ്രോസസ്സിംഗ് പോലുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾ നിങ്ങൾക്ക് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയുന്ന വിവിധ രീതികളുണ്ട്, നിങ്ങൾക്ക് പൗഡറിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കുകയും തുടർന്ന് ഒരു പ്രത്യേക ഘടകം ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യാം, അല്ലെങ്കിൽ ഉരുകുന്ന റൂട്ടിലൂടെ നിങ്ങൾക്ക് ആരംഭിക്കാം, ഇത് കാസ്റ്റ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. കാസ്റ്റിംഗിന് ശേഷം, റോളിംഗ് പോലുള്ള കുറച്ച് മെക്കാനിക്കൽ ചികിത്സ നിങ്ങൾ നൽകിയേക്കാം. മെറ്റീരിയലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, വിവിധ തരം പ്രോസസ്സിംഗ് രീതികൾ ലഭ്യമാണ്.

തുടർന്ന് ഞങ്ങൾക്ക് മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, ഇലക്ട്രിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, കാന്തിക ഗുണങ്ങൾ, തെർമൽ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ട്. അതിനാൽ, ചോദ്യം എങ്ങനെ അളക്കണം അല്ലെങ്കിൽ എങ്ങനെ തുന്നൽ എന്നതാണ്? അവസാനം ഞങ്ങൾക്ക് ഘടനയുണ്ട്. ഒരു വസ്തുവിന്റെ ഘടന വിവിധ സ്കെയിലുകളിൽ നോക്കുന്നു, ഒന്ന് മാക്രോ-ഘടനയാണ്. മാക്രോ-ഘടന നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് എന്തെങ്കിലും കാണുന്നത് പോലെ. വ്യത്യസ്ത പാളികൾ എങ്ങനെയാണെന്ന് കാണാൻ നിങ്ങൾ അൽപ്പം കൂടുതൽ വിശദമായി നോക്കണമെങ്കിൽ, എന്തെങ്കിലും പോറോസിറ്റി ഉണ്ടോ, നഗ്നനേത്രങ്ങൾ കൊണ്ട് ദൃശ്യമല്ലാത്ത എന്തെങ്കിലും വിള്ളൽ ഉണ്ടോ, നിങ്ങൾ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറിലേക്ക് നോക്കുന്നു, തുടർന്ന് നിങ്ങൾ മൈക്രോസ്കോപ്പിലേക്ക് പോകുന്നു.

മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ നോക്കുന്നതിൽ നിങ്ങൾ സന്തുഷ്ടരല്ലെങ്കിൽ, ഘടനകൂടുതൽ നന്നായി മനസ്സിലാക്കണമെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ ആറ്റോമിക് ഘടനയിലേക്ക് പോകണം, അതായത് നിങ്ങൾ ശരിക്കും വളരെ മികച്ച സാങ്കേതികവിദ്യകളിലേക്ക് പോകണം, തുടർന്ന് നിങ്ങൾ ചില മോഡലിംഗും ചെയ്യണം, ആറ്റോമിക് ഘടന പോലും മനസ്സിലാക്കണമെങ്കിൽ , ഒരു മെറ്റീരിയലിൽ പുറപ്പെടുന്ന ഗുണങ്ങൾ, തുടർന്ന് നിങ്ങൾ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന യിലേക്ക് നോക്കുന്നു.

ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന സാധാരണയായി ഒരു മോഡലിംഗ് അധിഷ്ഠിത വ്യായാമമാണ്. അതിനാൽ, ഒരു മെറ്റീരിയലിന്റെ ഘടന നിങ്ങൾ സംസാരിക്കുന്ന ദൈർഘ്യസ്കെയിലിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, അത് ഒരു മാക്രോ-ഘടനയാകാം; അതൊരു സൂക്ഷ്മഘടനയാകാം; അത് ഒരു ആറ്റോമിക് ഘടന, ഇലക്ട്രോണിക് ഘടന ആകാം. അതിനാൽ, മാക്രോയിൽ നിന്ന് മൈക്രോയിലേക്ക് ആറ്റോമികത്തിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണിക് കിലേക്ക് പോകുമ്പോൾ നീളം സ്കെയിലുകൾ കുറയുന്നത് നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും. മെറ്റീരിയലുകൾ, ഘടന, പ്രോസസ്സിംഗ്, പ്രകടനം, ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഈ നാല് സവിശേഷതകളുടെ സംയോജനമാണ് ഒരു മെറ്റീരിയലിന്റെ സാധ്യത നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

അതിനാൽ, ഒരു നൽകിയ ആപ്ലിക്കേഷനായി, നിങ്ങൾ പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, നിങ്ങൾ പ്രക്രിയ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, പ്രക്രിയ ലളിതവും വിലകുറഞ്ഞതും നിർമ്മിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്. പ്രോപ്പർട്ടികൾ ആപ്ലിക്കേഷൻ അനുസരിച്ച് ആയിരിക്കണം, പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഘടനയാൽ ബാധിക്കപ്പെടുന്നു; ഘടന പ്രോസസ്സിംഗ് ബാധിക്കുന്നു.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 23:57)

ഇന്ന് ശാസ്ത്രം, ഭൗതികശാസ്ത്രം, രസതന്ത്രം എന്നിവ മനസ്സിലാക്കിയതോടെ, ഈ വസ്തുക്കളെ ലോഹങ്ങളും ലോഹസങ്കരങ്ങളും, സെറാമിക്സ്, പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ, പോളിമറുകൾ, എലാസ്റ്റോമറുകൾ എന്നിങ്ങനെ ആ വിഭാഗത്തിലെയും ഹൈബ്രിഡുകളോ കോമ്പോസിറ്റോകളോ എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാൻ കഴിയും.

ഇപ്പോൾ, ഉയർന്നുവരുന്ന ചോദ്യം, ഈ നാലും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം എന്താണ്? ഈ നാല് വിഭാഗങ്ങളിലെ മെറ്റീരിയലുകളിൽ നാം ഇവയെ എന്തിന് തരംതിരിക്കണം? ഞാൻ നിങ്ങൾക്ക് ഒരു അടിസ്ഥാന കാരണം കാണിച്ചു, കാരണം ഗുണങ്ങൾ ആണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഈ വസ്തുക്കളുടെ ഘടന നിർണ്ണയിക്കുന്ന ബോണ്ടിംഗ് സവിശേഷതകളായ ഗുണങ്ങൾ അല്ലാതെ കൂടുതൽ അടിസ്ഥാനപരമായ എന്തോ ഉണ്ട്.

(സ്ലൈഡ് സമയം കാണുക: 25:18)

ബോണ്ടിംഗിനെക്കുറിച്ചുള്ള ചർച്ചയിലേക്ക് നീങ്ങുന്നതിന് മുമ്പ്, മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഘടന എങ്ങനെ പ്രധാനമാണെന്ന് ഞാൻ നിങ്ങൾക്ക് കാണിച്ചുതരാം. അതിനാൽ, ഇത് വിവിധ ദൈർഘ്യമുള്ള സ്കെയിലുകളിൽ വസ്തുക്കളുടെ ഘടനയാണ്. ഈ ഘടന നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് ദൃശ്യമാണ്, ഇതിനെ മാക്രോ-സ്ട്രക്ചർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അതായത് മനുഷ്യ കണ്ണിന്റെ റെസലൂഷന് അതീതമായ നീളമുള്ള സ്കെയിലുകൾ. മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ആകാം; ഇത് ഒരു സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ആകാം, ഇത് മൈക്രോണുകളും ഏതാനും നൂറ് നാനോമീറ്ററുകളും വരെ കാര്യങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ നിങ്ങളെ സഹായിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പ്രത്യേക ഫാഷനുള്ളിൽ അലൈൻ ചെയ്തിട്ടുള്ള നാരുകളോ സുഷിരങ്ങളോ ഇവയാണ്, ഇവിടെ ഒരു നീളമുള്ള സ്കെയിൽ കാരണം നഗ്നനേത്രങ്ങൾക്ക് ഇത് ദൃശ്യമല്ല. അതിനാൽ, ഇവിടെ ഈ നീളമുള്ള സ്കെയിൽ കുറച്ച് മൈക്രോണുകളോ സബ്മൈക്രോണോ ആകാം. ഇത് കണ്ണിലൂടെ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയില്ല, തുടർന്ന് നിങ്ങൾ അത് ഇടേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാൽ, കുറച്ച് നൂറുകണക്കിന് മൈക്രോമീറ്ററുകൾ പറയാൻ അനുവദിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കുറവ്, നിങ്ങൾ അതിനെ മാക്രോ എന്ന് വിളിക്കും. നിങ്ങൾ വിശദാംശങ്ങളുടെ ഉയർന്ന തലത്തിലേക്ക് പോകാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, തുടർന്ന് നിങ്ങൾക്ക് നാനോസ്കെയിലിലോ ആറ്റോമിക് തലത്തിലോ കൂടുതൽ മെറ്റീരിയലിനായുള്ള ഘടന നോക്കാം. അതിനാൽ, ഇവിടെ ഇത് ഒരു മെറ്റീരിയലിന്റെ ട്രാൻസ്മിഷൻ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഇമേജാണ്, നിങ്ങൾക്ക് കാര്യങ്ങൾ 0.5 എൻഎം വരെ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയും, നിങ്ങൾക്ക് കാണാൻ കഴിയുന്ന ആ സ്കെയിൽ ബാർ ഏകദേശം 10 എൻഎം ആണ്. അതിനാൽ, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു നാനോമീറ്ററിന്റെ പകുതിവരെ കാര്യങ്ങൾ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, ശരിയായ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വമായ ഇമേജിംഗ് വഴി ഇതിനെ നാനോ അല്ലെങ്കിൽ ആറ്റോമിക് ഘടന എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു വസ്തുവിലെ ആറ്റോമിക് ക്രമീകരണത്തെ താഴേക്ക് നോക്കാനും നിങ്ങൾക്ക് ശ്രമിക്കാം. മാത്രമല്ല, നിങ്ങൾ ഇത് കൂടുതൽ നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഞങ്ങൾ ആറ്റോമിക് സിമുലേഷനുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത് നിങ്ങൾ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് വസ്തുക്കളുടെ ആറ്റോമിക് ഘടനയെക്കുറിച്ച് നിങ്ങളോട് പറയുന്നു.

ഇപ്പോൾ, ഇവ ആറ്റോമിക് ഘടനകളാണ്, ഇത് ആറ്റോമിക് ലെവലിലേക്ക് പോകാം, നമുക്ക് ഇലക്ട്രോണിക് എന്ന് പറയാം, ഇവയാണ്. അതിനാൽ, ഇത് ടിഇഎം ചെയ്തു. നിങ്ങൾക്ക് 1 എൻ എം താഴെ പോകാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് മൈക്രോസ്കോപ്പി ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല, നിങ്ങൾ സിമുലേഷനുകൾ ചെയ്യേണ്ടതുണ്ട്. അതിനാൽ, ഇത് സിമുലേഷനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ മോഡലിംഗ് വഴിയാണ്.

അതിനാൽ, ഒരു വസ്തുവിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഘടനകളുടെ നാല് തലങ്ങൾ ഇവയാണ്, ഈ ഘടനകൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് വളരെ പ്രധാനമാണ്, കാരണം ഘടനകൾ എങ്ങനെ യാണ് വിവിധ കാര്യങ്ങളുടെ വിതരണം ചെയ്യുന്നത്? വിവിധ കാര്യങ്ങളുടെ വലുപ്പം എന്താണ്? എന്താണ് അവരുടെ രൂപശാസ്ത്രം? അവർ എങ്ങനെ ഓറിയന്റഡ് മറ്റ് കാര്യങ്ങൾ? ഒരു മെറ്റീരിയലിന്റെ ഗുണങ്ങൾ എന്താണെന്ന് അവർ നിർണ്ണയിക്കും, ആ പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഒരു പ്രത്യേക ആപ്ലിക്കേഷനുള്ള ബാധകത നിർണ്ണയിക്കും, അടിസ്ഥാനപരമായി, പ്രോസസ്സിംഗ് ഈ ഘടനയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, അതുകൊണ്ടാണ് ഞാൻ നിങ്ങൾക്ക് ടെട്രാഹെഡ്രോൺ കാണിച്ചു, അത് വളരെ പ്രധാനമാണ്. അതിനാൽ, അടുത്ത പ്രഭാഷണത്തിൽ, ബോണ്ടിംഗ് എന്താണെന്നും ആ പ്രത്യേക ബന്ധം ഞങ്ങൾ ചെയ്ത വസ്തുക്കളുടെ വർഗ്ഗീകരണവുമായി എങ്ങനെ ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നതിനെ കുറിച്ചും അൽപ്പം ആശയം ഉണ്ടായിരിക്കാൻ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ബോണ്ടിംഗിനെക്കുറിച്ച് ഞങ്ങൾ ഇപ്പോൾ സംസാരിക്കും. അപ്പോൾ ഞങ്ങൾ കോഴ്സിലേക്ക് നീങ്ങും, ഘടനകൾ പഠിക്കുന്ന കാര്യത്തിൽ, ഞങ്ങൾ ആദ്യം ചെറിയ തോതിൽ നിന്ന് ആരംഭിക്കുകയും പിന്നീട് ഏറ്റവും വലിയ സ്കെയിലിലേക്ക് പോകുകയും ചെയ്യും.

നന്ദി.